本發(fā)明涉及到多晶硅片表面的織構(gòu)化技術(shù)，特別是一種降低鑄錠多晶硅片表面反射率的方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)今化石能源已經(jīng)進(jìn)入緊缺時(shí)代，太陽能已成為比較具有代表性的新型能源。對(duì)于太陽能大規(guī)模發(fā)電的關(guān)鍵在于如何提高效率、降低生產(chǎn)成本。單晶硅太陽能電池的效率較高，但是由于其成本也較高、工藝復(fù)雜，而不能普遍應(yīng)用。多晶硅的鑄錠工藝比較簡(jiǎn)單，且材料利用率高，在市場(chǎng)上形成了比較顯著的優(yōu)勢(shì)。太陽能電池的制作過程主要有制絨、擴(kuò)散、刻蝕、鍍膜、絲網(wǎng)印刷和電池?zé)Y(jié)等幾個(gè)方面。制絨技術(shù)主要就是促進(jìn)光吸收，進(jìn)而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

目前，市場(chǎng)上普遍的酸腐蝕制絨技術(shù)能得到反射率大約為30％的多晶硅片，本發(fā)明采用酸堿混合制絨的方式對(duì)制絨技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，能顯著的降低鑄錠多晶硅片的表面反射率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種降低鑄錠多晶硅片表面反射率的方法。鑄錠多晶硅片在線切割工藝中會(huì)在表面形成損傷層，在本發(fā)明的工藝流程中，首先就是除去部分損傷層，再用酸堿混合的方式對(duì)表面進(jìn)行制絨，在表面形成深度、寬度和均勻性都比較理想的腐蝕坑，從而促進(jìn)陷光作用，顯著降低鑄錠多晶硅片表面的反射率，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明是通過以下工藝流程來實(shí)現(xiàn)的：一種降低鑄錠多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步驟：

(1)清洗：采用標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗方法清洗鑄錠多晶硅片；

(2)第一次酸腐蝕：按體積比HNO₃：HF：CH₃COOH＝1:7:3～10:7:3配置腐蝕液，腐蝕液溫度為2～10℃，將清洗后的鑄錠多晶硅片浸入其中腐蝕40～80s；該步驟的目的是除去表面線切割帶來的損傷層以及微制絨；

(3)堿腐蝕：將處理后的硅片浸入溫度為40～90℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～15％的NaOH溶液進(jìn)行堿腐蝕40～120s，然后用去離子水沖洗干凈。

(4)第二次酸腐蝕：按體積比HNO₃：HF：H₂O：CH₃COOH＝1:1:2.5:1.5～10:1:2.5:1.5配置腐蝕液，腐蝕液溫度為2～10℃，將上述硅片浸入其中腐蝕100～180s，在前兩步腐蝕的基礎(chǔ)上繼續(xù)腐蝕，增加腐蝕坑的深度和寬度；

(5)堿洗：采用溫度為40～90℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的NaOH溶液對(duì)上述硅片進(jìn)行清洗10～60s，除去殘留的酸腐蝕液以及腐蝕坑上覆蓋的疏松結(jié)構(gòu)；

(6)表面鈍化：先用標(biāo)準(zhǔn)的RCA液清洗上述硅片，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～10％的HF溶液浸泡1～10min，最后去離子水沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?/p>

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用多次酸堿結(jié)合的方法對(duì)多晶硅片表面進(jìn)行腐蝕，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種工藝能有效的降低多晶硅片的表面反射率。首先采用RCA液清洗技術(shù)能有效地除去表面的金屬和有機(jī)雜質(zhì)，其次第一步的酸腐蝕能除去表面的部分損傷層，再次堿腐蝕能除去剩余損傷層和第一步酸腐蝕過程中產(chǎn)生的微氧化斑痕，但是堿腐蝕液濃度不宜過高、腐蝕時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)在表層產(chǎn)生大量的缺陷，不利于后期電池的制作。堿腐蝕能有效地調(diào)節(jié)表面的質(zhì)量，為第二步制絨提供比較理想的條件。第二步酸腐蝕主要就是對(duì)表面進(jìn)行深度制絨，在這一步工藝中，能在表面形成深度、寬度和均勻性都比較理想的腐蝕坑。最后的表面鈍化是用稀釋的HF溶液對(duì)材料進(jìn)行浸泡，浸泡不僅能除去工藝流程中產(chǎn)生的微氧化，還更有利于后期的PECVD鍍膜和保存。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)是：(1)通過本發(fā)明的方法處理后，多晶硅片的平均反射率能達(dá)到18.92％左右，顯著低于傳統(tǒng)酸腐蝕技術(shù)的表面反射率；(2)與傳統(tǒng)酸腐蝕制絨技術(shù)生產(chǎn)的太陽能電池相比，使用本發(fā)明方法有利于提高生產(chǎn)制備的太陽能電池的效率。

附圖說明

圖1本發(fā)明工藝流程示意圖；

圖2本發(fā)明制絨技術(shù)得到的表面反射率圖；

圖3傳統(tǒng)酸腐蝕技術(shù)(對(duì)比例)得到的表面反射率圖；

圖4金相顯微鏡下的表面形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種降低鑄錠多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步驟：

實(shí)驗(yàn)采用的鑄錠P型多晶硅片面積為156×156cm²，厚度200μm±10μm，電阻率為2Ω·cm左右。

(1)清洗：先采用標(biāo)準(zhǔn)的RCA一號(hào)液APM清洗，溶液配比為NH₃·H₂O:H₂O₂:H₂O＝1:1:5，溶液溫度為80℃，再加入硅片，超聲清洗10min。超聲完后，用去離子水沖洗4遍左右；再采用RCA二號(hào)液HPM清洗，溶液配比HCl:H₂O₂:H₂O＝1:1:6，溶液溫度同樣為80℃，再加入硅片，超聲清洗10min鐘。超聲完后，用去離子水沖洗4遍左右。

(2)第一次酸腐蝕：目的是除去表面線切割帶來的損傷層以及微制絨，腐蝕液配比為HNO₃：HF：CH₃COOH＝1:7:3(體積比)，腐蝕液溫度為6℃，腐蝕時(shí)間為60s。

(3)堿腐蝕：用濃度為10％的NaOH溶液進(jìn)行堿腐蝕，腐蝕液溫度為60℃，腐蝕時(shí)間為80s，然后用去離子水沖洗干凈。

(4)第二次酸腐蝕：目的是在前兩步酸腐的基礎(chǔ)上繼續(xù)腐蝕，增加腐蝕坑的深度和寬度，腐蝕液配比為HNO₃：HF：H₂O：CH₃COOH＝5:1:2.5:1.5(體積比)，腐蝕液溫度為6℃，腐蝕時(shí)間為140s。

(5)堿洗：用濃度為5％NaOH溶液對(duì)材料進(jìn)行清洗，溶液溫度為70℃，清洗時(shí)間為40s，除去殘留的酸腐蝕液以及腐蝕坑上覆蓋的疏松結(jié)構(gòu)。

(6)表面鈍化：先用標(biāo)準(zhǔn)的RCA液清洗(同步驟1的流程)，目的是除去實(shí)驗(yàn)過程中新引入的雜質(zhì)，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的HF溶液浸泡，浸泡時(shí)間為5min，除去產(chǎn)生的微氧化，最后去離子水沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?/p>

實(shí)施例2

一種降低鑄錠多晶硅片表面反射率的方法，包括如下步驟：

實(shí)驗(yàn)采用的鑄錠P型多晶硅片面積為156×156cm²，厚度200μm±10μm，電阻率為2Ω·cm左右。

(1)清洗：先采用標(biāo)準(zhǔn)的RCA一號(hào)液APM清洗，溶液配比為NH₃·H₂O:H₂O₂:H₂O＝1:1:5，溶液溫度為80℃，再加入硅片，超聲清洗10min鐘。超聲完后，用去離子水沖洗4遍左右；再采用RCA二號(hào)液HPM清洗，溶液配比HCl:H₂O₂:H₂O＝1:1:6，溶液溫度同樣為80℃，再加入硅片，超聲清洗10min鐘。超聲完后，用去離子水沖洗4遍左右。

(2)第一次酸腐蝕：目的是除去表面線切割帶來的損傷層以及微制絨，腐蝕液配比為HNO₃：HF：CH₃COOH＝5:7:3(體積比)，腐蝕液溫度為10℃，腐蝕時(shí)間為40s。

(3)堿腐蝕：用濃度為15％的NaOH溶液進(jìn)行堿腐蝕，腐蝕液溫度為90℃，腐蝕時(shí)間為40s，然后用去離子水沖洗干凈。

(4)第二次酸腐蝕：目的是在前兩步酸腐的基礎(chǔ)上繼續(xù)腐蝕，增加腐蝕坑的深度和寬度，腐蝕液配比為HNO₃：HF：H₂O：CH₃COOH＝10:1:2.5:1.5(體積比)，腐蝕液溫度為10℃，腐蝕時(shí)間為100s。

(5)堿洗：用濃度為10％NaOH溶液對(duì)材料進(jìn)行清洗，溶液溫度為90℃，清洗時(shí)間為10s，除去殘留的酸腐蝕液以及腐蝕坑上覆蓋的疏松結(jié)構(gòu)。

(6)表面鈍化：先用標(biāo)準(zhǔn)的RCA液清洗(同步驟1的流程)，目的是除去實(shí)驗(yàn)過程中新引入的雜質(zhì)，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的HF溶液浸泡，浸泡時(shí)間為1min，除去產(chǎn)生的微氧化，最后去離子水沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?/p>

對(duì)比例

實(shí)驗(yàn)采用的鑄錠P型多晶硅片面積為156×156cm²，厚度200μm±10μm，電阻率為2Ω·cm左右。首先采用標(biāo)準(zhǔn)的RCA進(jìn)行清洗，制絨采用生產(chǎn)中普遍的酸腐蝕技術(shù)，酸腐蝕液的配比為HNO₃：HF：H₂O＝5:1:3(體積比)，腐蝕液溫度為8℃，腐蝕時(shí)間80s，最后用去離子水沖洗干凈。用紫外分光光度計(jì)測(cè)試表面反射率。

由圖2、3可知，本發(fā)明方法處理后多晶硅片的平均反射率能達(dá)到18.92％左右，顯著低于對(duì)比例中傳統(tǒng)酸腐蝕技術(shù)獲得的多晶硅片表面反射率。通過金相顯微鏡觀測(cè)表面，可以看出本發(fā)明方法處理后多晶硅片表面腐蝕坑的深度、寬度和均勻性都比較理想。